Proyecto Hec Ras 2D [PDF]

Zitiervorschau

MODELACIÓN PARA ESTUDIO DE INUNDACIÓN DEL RÍO ARMA, CON HEC-RAS UNIVERSIDAD DE LA COSTA Modelación Ambiental

MANCILLA JULIETA, MERCADO CORONADO ANGELYS, RODRIGUEZ MARIANELLA MAYO 2020

1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO. HEC-RAS es una aplicación de software ampliamente utilizada que realiza cálculos hidráulicos unidimensionales y bidimensionales para una red completa de canales naturales y construidos, áreas de sobre bancos / llanuras aluviales, áreas protegidas; etc. ( Centro de Ingeniería Hidrológica, 2016 ). Ha encontrado una amplia aplicación para analizar el flujo en ríos y en estudios de llanuras de inundación. Este software permite al usuario realizar un flujo constante unidimensional, cálculos de flujo inestable unidimensional y bidimensional, cálculos de transporte de sedimentos / lecho móvil y modelado de la temperatura del agua / calidad del agua. HEC-RAS ha sido desarrollado para el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. (USACE). El software se puede descargar en el Centro de Ingeniería Hidrológica el uso no está restringido y las personas pueden obtenerlo de forma gratuita. Este software se puede descargar en sus diferente versiones en https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/download.aspx HEC-RAS está diseñado para realizar cálculos hidráulicos de una y dos dimensiones para una red completa de canales naturales y construidos. A continuación, se describen las capacidades de hec ras      

Interfaz de usuario Componentes de análisis hidráulico Almacenamiento y gestión de datos Gráficos e informes RAS Mapper Interfaz de usuario

Interfaz de usuario: el usuario interactúa con HEC-RAS a través de una interfaz gráfica de usuario (GUI). El enfoque principal en el diseño de la interfaz es facilitar el uso del software, manteniendo un alto nivel de eficiencia para el usuario. La interfaz proporciona las siguientes funciones:       

Gestión de archivos Entrada de datos y edición Análisis Hidráulicos Tabulación y pantallas gráficas de datos de entrada y salida Mapeo de inundaciones y animaciones de propagación de agua. Instalaciones de informes Ayuda sensible al contexto

Componentes de análisis hidráulico: El sistema HEC-RAS contiene varios componentes de análisis de ríos para: (1) cálculos de perfil de superficie de agua de flujo constante; (2) simulación de flujo inestable unidimensional y bidimensional; (3) cálculos de transporte de sedimento límite móvil; y (4) análisis de calidad del agua. Un elemento clave es que los cuatro componentes usan una representación de datos geométricos comunes y rutinas de cálculo geométrico e hidráulico comunes. Además de estos componentes de análisis de ríos, el sistema contiene varias características de diseño

hidráulico que pueden invocarse una vez que se calculan los perfiles básicos de la superficie del agua.

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Perfiles de superficie de agua de flujo constante Simulación de flujo inestable unidimensional y bidimensional Transporte de sedimentos / cálculos de límites móviles Análisis de calidad del agua

Perfiles de superficie de agua de flujo constante: Este componente del sistema de modelado está destinado a calcular los perfiles de la superficie del agua para un flujo constante gradualmente variado. El sistema puede manejar una red completa de canales, un sistema dendrítico o un alcance de un solo río. El componente de flujo constante es capaz de modelar los perfiles de la superficie del agua en regímenes de flujo subcrítico, supercrítico y mixto. Simulación de flujo inestable unidimensional y bidimensional: Este componente del sistema de modelado HEC-RAS es capaz de simular unidimensional; bidimensional; y un flujo inestable unidimensional o bidimensional a través de una red completa de canales abiertos, llanuras de inundación y ventiladores aluviales. El componente de flujo inestable se puede usar para realizar cálculos de régimen de flujo subcrítico, supercrítico y mixto (subcríticos, supercríticos, saltos hidráulicos y reducciones) en el módulo de cálculos de flujo inestable. Transporte estable / cálculos de límites móviles Este componente del sistema de modelado está destinado a la simulación del transporte unidimensional de sedimentos / cálculos de límites móviles resultantes de la erosión y la deposición durante períodos de tiempo moderados (generalmente años, aunque son posibles las aplicaciones a eventos de inundación única). Análisis de calidad del agua Este componente del sistema de modelado está destinado a permitir al usuario realizar análisis de calidad del agua fluvial. Se incluye un módulo de advección-dispersión con esta versión de HEC-RAS, que agrega la capacidad de modelar la temperatura del agua. Este nuevo módulo utiliza el esquema numérico explícito QUICKEST-ULTIMATE para resolver la ecuación unidimensional de advección-dispersión utilizando un enfoque de volumen de control con un presupuesto de energía térmica completamente implementado. El transporte y el destino de un conjunto limitado de componentes de calidad del agua ahora también está disponible en HEC-RAS. Los componentes de calidad del agua disponibles actualmente son: nitrógeno disuelto (NO3-N, NO2-N, NH4N y Org-N); Fósforo Disuelto (PO4-P y Org-P); Algas; Oxígeno disuelto (DO); y Demanda Biológica de Oxígeno Carbonaceo (CBOD). Almacenamiento y gestión de datos El almacenamiento de datos se logra mediante el uso de archivos "planos" (ASCII y binarios), el HEC-DSS (Sistema de almacenamiento de datos) y HDF5 (Formato de datos jerárquicos, Versión 5). Los datos de entrada del usuario se almacenan en archivos planos

en categorías separadas de proyecto, plan, geometría, flujo constante, flujo inestable, flujo casi constante, datos de sedimentos e información sobre la calidad del agua. Los datos de salida se almacenan predominantemente en archivos binarios separados (HEC y HDF5). Los datos se pueden transferir entre HEC-RAS y otros programas utilizando el HEC-DSS. La gestión de datos se realiza a través de la interfaz de usuario.

Gráficos e informes Los gráficos incluyen diagramas XY del esquema del sistema fluvial, secciones transversales, perfiles, curvas de calificación, hidrogramas y mapeo de inundaciones. También se proporciona una gráfica tridimensional de múltiples secciones transversales. El mapeo de inundación se realiza en la parte del software HEC-RAS Mapper. Los mapas de inundación también se pueden animar y contienen múltiples capas de fondo (terreno, fotografía aérea, etc.).  RAS Mapper HEC-RAS tiene la capacidad de realizar mapas de inundación de los resultados del perfil de la superficie del agua directamente desde HEC-RAS. Utilizando la geometría HECRAS y los perfiles de superficie de agua calculados, se crean conjuntos de datos de profundidad de inundación y límite de llanura de inundación a través del RAS Mapper. Se pueden generar datos geoespaciales adicionales para el análisis de la velocidad, el esfuerzo cortante, la potencia de la corriente, el espesor del hielo y los datos de invasión de las inundaciones.

2. APLICACIÓN DEL MODELO. Modelación hidrológica para el estudio de inundación, en el departamento de cundinamarca, del río frío a la altura del municipio de chia, por Maria Fernanda Torres Quintana (2007). Fue realizada una modelación hidrológica para el estudio de inundación en el municipio de Chía, ya que este municipio es propenso a sufrir inundaciones puesto que limita con rio frio. En HEC-RAS fue realizada la modelación hidráulica del río frío y localizar las áreas propensas a las inundaciones, obteniendo como resultado el perfil de flujo, láminas de agua y numero de Froude. Luego es utilizado el ArcGIS 10.1, con los resultados hidráulicos al programa anterior y se dibujaron los polígonos de inundación, con periodos de retorno. En el documento solo se presentan los mapas de inundación para los periodos de retorno de 50 y 100 años, pues son los más críticos. (QUINTANA, 2007) Evaluar el impacto de la topografía y la resolución de los datos de cobertura del suelo en dos dimensiones HEC-RAS simulaciones del modelo hidrodinámico para el análisis de riesgo de inundación urbana, por Yalcin, E (2020) En este estudio se utilizó HEC-RAS (2D) Para evaluar los efectos de la topografía y la resolución de los datos de la cobertura del suelo sobre las estimaciones de la extensión de la inundación, profundidades de inundación, velocidades de flujo y tiempos de llegada. El modelo bajo estructuras de malla de diferentes tamaños, con el ejemplo de la llanura de inundación urbana de Kilicozu Creek (Kirsehir, Turquía). Se analizaron estos efectos con una amplia gama de condiciones de datos que arrojaron varios modelos de superficie digital con ciertas resoluciones y capa de rugosidad de

Manning. Con simulaciones para 19 configuraciones diferentes de DSM, MRL y CPS en el escenario de inundación de 500 años. Se encontró que la topografía de resolución (menos de 2 m) y los datos de cobertura terrestre de alta resolución (menos de 10 m) pueden no ser indispensables para producir simulaciones confiables con modelado de inundación urbana 2D utilizando HEC-RAS software. (Yalcin, 2020) Comparación de la evolución de la llanura de inundación en cuencas urbanas canalizadas y no canalizadas en Houston, Texas, por Juan, A. Gori, A. Sebastián, A. (2020) para este estudio sobre los efectos de la intervención estructural y el desarrollo urbano en la evolución de la llanura de inundación, eligieron dos cuencas urbanas vecinas en Houston, TX: Brays Bayou y Buffalo Bayou. Fueron utilizados modelos hidrológicos como distribuido, Vflo®, y el modelo hidráulico, HEC-RAS, para así analizar correctamente la hidráulica del canal y la extensión de la llanura de inundación en las dos cuencas hidrográficas en los escenarios de lluvia de 10 y 100 años en tres puntos en el tiempo: 1970 (desarrollo temprano), 2011 (desarrollo actual) y 2040 (desarrollo futuro). Dando como resultado que la extensión de la llanura de inundación en ambas cuencas aumenta con el tiempo, el cambio relativo en la extensión de la llanura de inundación para Brays Bayou (canalizado) es sustancialmente mayor que para Buffalo Bayou (sin canalizar). (Juan, 2020) Presa de la comparación del tamaño incumplimiento para las simulaciones de inundación. Un enfoque SIG basado en HEC-RAS para el lago Dracsani, el río Sitna, Rumania, por Albu, L.-M. Enea, A. Iosub, M. Breaban, I.-G (2020). Este estudio busco retratar una perspectiva comparativa del impacto de inundaciones, con consecuencias en la vida real, medida por parámetros cuantificables, generado a partir de simulaciones por computadora de diferentes tamaños de incumplimiento. En donde se incluyeron parámetros como el total de la superficie, la velocidad del agua, la profundidad máxima del agua, el número de edificios afectados, inundado etc. realizado por medio de HEC-RAS basadas 2D de modelado hidráulico y SIG, en función de alta precisión de los datos de terreno Lidar e históricos hidrológicos datos. (Albu, 2020) 3. ELEMENTOS Y PARÁMETROS DE ENTRADA DEL MODELO HEC-RAS

Figura 1 – Esquema de tareas para la modelización de canal prismático en 1D Y 2D

En el siguiente esquema se podrá entender las tareas realizadas en HEC-RAS para evaluar el comportamiento de la superficie de agua sobre los canales. Dentro de los parámetros hidráulicos, asumidos en la modelización, se verifica que el caudal asumido sea el necesario para evitar el desborde del flujo de agua. Esto nos permite establecer cual sería el valor adecuado de caudal para modelar en condiciones permanentes y no permanentes en 1D y 2D. Sin embargo, se debe aclarar que para la condición no permanente se definirá un hidrograma de caudal constante con duración determinada. Trabajo previo con Arcview (PreRAS): nuevo proyecto y nueva vista Generación del modelo digital de elevaciones (mdt): A partir de cartografía base comercial 3d, generación de un mdt vectorial o TIN. Menú desplegable PreRas: Las herramientas contenidas en este menú se muestran en el orden en el que se deben utilizar. Dibujo del cauce editando el tema vacío PreRas–Create stream centerline: Introducción del nombre o se deja el automático en defecto. PreRas–Create flowpath: Corte de las líneas con las secciones transversales para la medición de los puntos con los que se medirán automáticamente. 

Añadir topología de elevación al cauce

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Crear el fichero de exportación para HEC-RAS

• Un Preproceso (trabajo previo con Arview y Hec-GeoRAS), para generar un archivo de importación para HEC-RAS y que contiene información geométrica de las secciones transversales. • La modelización del flujo con HEC-RAS que a su vez genera un archivo de exportación para ArcView. • Postproceso que genera los resultados finales: superficies de inundación para cada periodo de retorno, gris de profundidad, etc. La modelización de flujo en dos dimensiones, sobre canales prismáticos, nos ha permitido realizar pruebas bastante enriquecedoras sobre el manejo de HEC-RAS 5.0 en su versión beta; pues esta vez no solo se trata de verificar los parámetros de cálculo computacional (como en el caso 1D no permanente), sino que también resulta importante conocer la dimensión adecuada de malla que ofrezca resultados estables. Para definir los parámetros adecuados que se emplearán en el modelo bidimensional, se ha verificado inicialmente el comportamiento de la superficie de agua para el intervalo de cómputo Δt=30s, con una dimensión fija de malla de 10x10m, para condiciones permanente y no permanente del flujo y

en régimen Subcrítico, Supercrítico y Mixto. Esta verificación tomará como patrón de comparación el resultado obtenido del modelo en 1D permanente, pues como se dijo antes, los resultados que ofrece HEC-RAS en este caso son buenos. En los siguientes gráficos podemos apreciar la evolución de la superficie de agua para las condiciones antes descritas, una vez estabilizado el modelo(Willy Eduardo Lluén Chero). Los parámetros que están encargados de controlar los procesos hidrológicos necesitan calibrarse, también son encargados de condicionar el balance hídrico, el movimiento del agua y la posición del nivel freático. Esta se debe llevar a cabo tras ingresar el modelo inicial y realizar varias simulaciones, pues se ha comprobado que hay parámetros sensibles en cuanto a la piezometría y al caudal que se está simulando estos son la conductividad hidráulica saturada del medio, la transpiración, la morfología de los canales y el espesor del medio poroso. Las variables del sistema se tienen que determinar con un paso de tiempo son rugosidad absoluta, la viscosidad horizontal, un coeficiente de arrastre, un tiempo de relajación y la velocidad de sedimentación. (Beraza, 2015) La morfología de los canales, definida en función de los órdenes de Strahler, se encargan también de condicionar el flujo entre el medio poroso y los ríos, pues esto influye en la altura de la lámina de agua y en el gradiente hidráulico creado entre estos dos medios. Se realizan cambios en la morfología de los canales, se aumenta el gradiente y la descarga del acuífero a los ríos se intuía baja por el bajo caudal de los ríos. Para la solución de este problema aumenta el espesor del medio poroso en aquellas zonas en las que se daban estas condiciones, (Beraza, 2015) La conductividad hidráulica del medio es el factor que manda el flujo en el medio poroso y la velocidad de intercambio entre río y acuífero. Durante el proceso de la calibración de la conductividad hidráulica saturada (Ks), se tiene que estudiar cuál de los dos horizontes que componen el medio poroso del acuífero tiene mayor impacto sobre el hidrograma simulado. (Beraza, 2015).

4. ELEMENTOS Y PARÁMETROS DE SALIDA DEL MODELO HEC-RAS

Los parámetros a definir en una simulación en régimen permanente mediante HEC-Ras son tanto geométricos como hidráulicos. De estos últimos, uno de ellos son las condiciones de contorno, estas condiciones son aquellas que definen el comportamiento de un modelo en sus límites, en una simulación o modelización hidráulica de un tramo de río existirán dos condiciones de contorno: los límites superior e inferior del modelo, conocidas como condiciones de contorno aguas arriba y aguas abajo. Las modelizaciones en régimen permanente se pueden llegar a definir hasta cuatro tipos distintos de condición de contorno como lo son: nivel de agua, calado crítico, calado normal y curva de caudal.

Nivel de agua: si se tiene algún dato de calado en la sección, el dato a introducir es el nivel, es decir, una cota sobre el nivel del mar.

Calado crítico: se define cuando en la sección existe un elemento de control de calado/caudal basado en el calado crítico (vertedero, aforador, presa, azud). La característica de esta opción es que no hay que entrar datos, ya que el programa toma como dato el cálculo del calado crítico en la sección.

Curva de caudal: se usa cuando se posea la curva de caudal de la sección, es decir los datos que relacionan calado con caudal. Si se poseen los datos de aforador, es la condición de contorno a definir.

5.PARÁMETROS Y VARIABLES DE CALIBRACIÓN DEL MODELO Para realizar la calibración del modelo Hec-Ras es necesario tener en cuenta los parámetros como la conductividad hidráulica saturada del medio, la transpiración, la morfología de los canales y el espesor del medio poroso. Las variables del sistema se tienen que determinar con un paso de tiempo son rugosidad absoluta, la viscosidad horizontal, un coeficiente de arrastre, un tiempo de relajación y la velocidad de sedimentación, en donde es necesario determinar (Hamad, 2008) •

el tipo de flujo con el que se va a trabajar (permanente o no permanente)

•

las condiciones iniciales dependen del tipo de flujo.

• las condiciones de fronteras se encuentra la condición de caudal, el nivel del brazo de entrada y el de salida, la profundidad y la pendiente de la línea de energía. (Hamad, 2008) • Estimación del coeficiente de rugosidad de Manning que se realiza a partir de la correcta reproducción de hidrogramas registrados en las estaciones hidrométricas de control o se realizan pruebas de diferentes valores de este coeficiente. (Hamad, 2008) •

Verificación de aforos donde se verifica el comportamiento del modelo ya calibrado.

Esta calibración juega un papel muy importante en la modelación hidrológica, pues con este se analizará detalladamente el modelo frente a una variación en sus parámetros, poder predecir el comportamiento de ellos y como afectan en los resultados. (Hamad, 2008)

6. ENTORNO DEL TRABAJO DEL MODELO. A partir de la pagina earth data search desarrollada por la NASA descargamos el modelo de elevacion del terreno de estudio (figura 1). Se descargaron en formato aster global digital elvation model V00.

Figura 1. Selección area de interes descargar el modelo de elevacion digital. Despues se utilizo el programa Argis donde se ingresaron las imágenes para procesar en el layer se verifico el sistema de coordenadas y se obtuvo el archivo prj para colocar en el hec ras. luego en el HEC-RAS se comenzo el nuevo proyecto del rio arma en la barra de herramientas del programa se seleciono la herramienta de RAS Mapper en esta ventana se realizo el archivo de terreno.

Figura 2.herramienta RAS Mapper (fuente programa HEC-RAS) En la ventana de RAS Mapper nos dirigimos a tools y definimos la proyecccion del proyecto en la ventana se abre el archivo anteriormente procesado por argis y se aplica (figura 3). Luego en la opcion de terrains añadimos nuevo ras de terreno en la ventana generada se añadio una de las imágenes del modelo de elevacion digital y se vizualiza el DEM en la ventana de RAS Mapper (figura 5).

A)Ventana RAS Mapper.

B) Proyeccion del proyecto ingreso del archivo DEM

Figura 3. Ventana del programa e ingreso de archivo de proyeccion DEM.

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Figura 5. Creacion de ras de terreno.

Despues de visualizar el raster colocamos una mapa base en la opcion map layers add web imaginary se escogio google terrains street water a partir de esto logramos vizualizar la ubicación del rio en el mapa de elevacion y determinar de mejor forma la zona (figura 6) se guarda el raster.

Figura 6. Vizualizacion del MED en el punto de estudio. Seguidamente nos dirigimos a la herramienta de geometria del hec ras y nos ubicamos en el punto de estudio ahí colocamos el boton adherir nueva area 2D señalado en rojo se realiza el trazado con la advertencia que se traza un poco mas ancho del canal del rio debido a que se quiere ver condiciones de afectacion de la rivera y se guarda creando la zona de area de estudio.

Figura 7. Geometria determinamos area de flujo 2D (fuente programa Hec-RAS Luego en la opcion editar 2D flow area se crea una malla de puntos para el procesamiento o malla de calculo se definen los valores del coeficiente de maning a travez de la literatura (anexo 1) y se establecen la cantidad de puntos luego se proceso forzando la recomputacion.

Figura 8. Creacion de malla de puntos y determinacion del valor de maning para el rio. Despues de definir el area de estudio se colocaron las condiciones de contorno estas pertenecen al punto aguas arriba y aguas abajo esto se realizo con la herramienta señalada en rojo en la figura 9.

Figura 9. Geometria creacion condiciones aguas arriba y aguas abajo. Al terminar la creacion de la geometria se guarda y se pasa a las condiciones de flujo al ser un canal natural se crean condiciones de flujo inestable tanto para el punto aguas arriba como el aguas abajo. En el caso del aguas abajo se coloco la opcione de profundidad normal y se inserto el valor de la pendiente en el caso de aguas arriba se selecciono el hidrograma de flujo y se inserto el tiempo de estudio perteneciente del dia 13 hasta el 27 del mes abril del 2016.

A)

A) Vizualizacion de condicion de flujo inestable.

B) Hidrograma de flujo.

figura 10. Pantalla de condiciones de flujo inestable con puntos aguas arriba y abajoe hidrograma de flujo. ademas de esto al hidrograma se le insertaron los valores de caudal por dia y se interpolaron en un periodo de 4H. se obtubo la grafica ue se muestra en la figura 11. Ya finalizadas la condiciones se guardaron.

Figura 11. Plot de hidrograma de flujo. Finalmente se paso a definir el plan de corrida verificar los archivos y se seleccionaron las carcteristicas de geometria, las caracteristicas de flujo, archivos de post proceso y los mapas respectivos. Se determino el tiempo de inicio y el tiempo de finalizacion de la simulacion con sus horas respectivas. Se establecio los valores del entorno de computacion (figura 12) finalmente se selecciono la computacion donde se dio la corrida (figura 13) obteniendo las salidas graficas correspondientes al hidrograma de inundacion estas se encuentran en la seccion 7.

Figura 12. Plan de corrida

Figura 13. Computacion de los datos.

7. PROCESO DE MODELACION

El rio Arma cuenta con una distancia de 71,3 Km de Medellín (vía La Pintada) y 112,7 de Manizales (vía Aguadas), Este río nace en Valle Alto en el páramo de San Félix, en el municipio de Pensilvania ‐ Caldas, por encima de los 3.500 msnm sobre el nivel del mar y desciende rápidamente hasta los 2.000 msnm en la desembocadura del río Perrillo. las pendientes de este río varían de suaves a fuertes y muy fuertes, en su recorrido hasta su desembocadura en el río Cauca. La Cuenca del Río Arma, cuenta con un área de 191.387 hectáreas y se encuentra en jurisdicción de 13 municipios: de Sonsón, La Unión, Montebello, El Retiro, La Ceja, Abejorral, La Pintada y Santa Bárbara en el departamento de Antioquia y Aguadas, Salamina, Pensilvania y Marulanda en el departamento de Caldas. Su cauce en buena parte de su recorrido sirve de límite entre los departamentos de Antioquia y Caldas. (ARMA, 2016)

Figura 14. Río Arma Fuente: Google map Los datos se obtuvieron por medio de la estación de monitoreo Armas, en donde se observaron datos de caudales elevados por aumento de la lluvia en el mes de abril. Tabla 1 datos de caudales del río Armas en el mes de abril Datos Caudal (m3/s) 1 12 abril 98.6 2 13 abril 103.14 3 14 abril 130.4 4 15 abril 135.97 5 16 abril 188.32 6 17 abril 217.24 7 18 abril 342.01 8 19 abril 622 9 20 abril 983.33 10 21 abril 1041.67 11 22 abril 1000 12 23 abril 791.67 13 24 abril 630.83 14 25 abril 459.67 15 26 abril 295 16 27 abril 190 Fuente. estación arma datos abiertos Ideam.

En el procesamiento del flujo inestable al momento de colocar los valores del punto aguas arriba los caudales fueron interpolados por el programa en un límite de tiempo de cuatro y el tiempo de la simulación fue de dos semanas.

8. RESULTADOS Y ANALISIS.

Figura 15. Profundidad del rio en el tiempo de estudio. A) Profundidad mínima B)

B) Profundidad máxima Si la profundidad del cauce del río disminuye en alguna zona, aumenta la velocidad de la corriente. La velocidad del curso de agua es consecuencia de la profundidad y del ancho del cauce. Lógicamente, también dependerá de la inclinación del suelo, llegando a la máxima velocidad posible, cuando cae verticalmente en una cascada lo que se puede observar en las gráficas durante los día 20 y 21 del mes de abril donde los valores de profundidad están en tope.

Figura. velocidad del rio en el tiempo de estudio.

A)Velocidad mínima

B) velocidad máxima Figura. Velocidad mínima y máximo del rio.

Durante los días transcurridos entre el 20 y 22 de abril se presentaron los máximo topes en la velocidad del caudal del rio esto podría deberse a que la pendiente en estos días es más pronunciada. Si la profundidad del cauce del río disminuye en alguna zona, aumenta la velocidad de la corriente. Si por el contrario, aumenta la profundidad, disminuye la velocidad. Los canales pueden tener idénticas áreas de sección transversal, pendientes y rugosidad, pero puede haber diferencias de velocidad de la corriente en función de su forma. La razón es que el agua que está cerca de los lados y del fondo de una corriente se desliza más lentamente a causa de la fricción; un canal con una menor superficie de contacto con el agua tendrá menor resistencia fricción y, por lo tanto, una mayor velocidad (Hundson, 1997). Figura. Elevación de la lámina de agua en el tiempo de estudio. A) Mínimo elevación de la lámina de agua

B) Máximo elevación de la lámina de agua En las anteriores figuras se muestra el perfil de la lámina de agua calculado, con elevación máxima y mínima correspondiente para los periodos de retorno de 50 y 100 años, pues son los más críticos, con estas modificaciones. En él se observa como la lámina de agua discurre tanto en régimen rápido como en régimen lento, si bien en determinadas secciones transversales interpoladas aún el programa sigue tomando el valor del calado inestable.

9. CONCLUSIÓN HEC-RAS 2D es un modelo que posee todas las capacidades necesarias para realizar una simulación a las condiciones previstas en el área de estudio, contando con una de las mejores funciones de pre y post procesamiento que facilitan la entrada de datos y permiten visualizar gráficamente los resultados, incluso exportarlos en formas de tabla las cuales facilitan su interpretación, presentando datos que se establecen a la disposición de editar, modificar y visualizarse en pantalla. Contando con la capacidad de interactuar con modelos digitales de terreno (DEM) mediante entorno de sistemas de información geográfica - GIS (ArcInfo, ArcView o ArcGIS) aumentando la eficacia del análisis relativo a parámetros topográficos, asimismo, la aplicación de la extensión HEC-GeoRAS que trabaja en ese mismo entorno, proporciona resultados de alta calidad en cuanto a mapas. HEC-RAS es un programa que permite determinar de manera clara y concreta cada uno de los sistemas o problemas que se presentan, es un modelo que se desempeña por una gran

libertad geométrica la cual permite el análisis con sesiones naturales no regulares ya sea en secciones fluviales, cauce principal y llanuras de inundación, posicionando a gran escala este modelo hidráulico sobre cualquier otro. La modelización del sistema hidrológico en el rio arma con el modelo hidráulico unidimensional Hec-Ras 2D, presento suficiente aptitud para simular satisfactoriamente el comportamiento que este presentaba, en donde se realizó un óptimo análisis en la aplicación del régimen de flujo del canal, el cual dependía de su geometría, permitiendo observar el comportamiento que presentaban estas condiciones, que en el caso de este cuerpo de agua al tener sus condiciones de flujo de entorno natural, se crearon condiciones de flujo inestables tanto para aguas arriba como aguas abajo , en los diferentes caudales establecidos en el mes de abril del 2016, facultando la descripción cualitativa y cuantitativamente a la respuesta que el caudal presentaba en los periodos del día 12 al día 27 del mismo mes ; evaluando las áreas en determinadas sesiones transversales aguas arriba y abajo de los diferentes tramos de estudio y con ello identificando de manera eficaz cada una de las características, perfiles y parámetros establecidos, tales como su profundidad, velocidad máxima y mínima y con ello la máxima y mínima elevación de la lamina de agua, observando como la lámina de agua discurre tanto en régimen rápido como en régimen lento.

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ANEXOS